CN104368933A - 汽车仪表盘ip管的焊接机加一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，包括焊接站和机加站；焊接站包括套管振动上料机、第一垫圈振动上料机、第二垫圈振动上料机、翻转上料机构、焊枪支撑组件、工件夹持机械手机构、第一工件焊接旋转组件和第二工件焊接旋转组件；机加站包括桁架机器人、第一车床、第二机床、转位装置和接料装置。本发明实现汽车仪表盘IP管的全自动化焊接和机加，提高生产效率。

Description

汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机

技术领域

本发明涉及一种汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，属于机械领域。

背景技术

IP管属于汽车仪表盘上的零部件，由套管和两个垫圈组成，两个垫圈分别套在套管的两端，并与套管焊接固定。传统的焊接设置是将套管通过工装竖直夹紧，将其中一个垫圈焊接固定后，再将焊好的工件翻转180°，再将另一个垫圈焊接在套管上。现有焊接工装每焊一个汽车仪表盘IP管需要经过两次装夹，焊接效率低、焊接精度低，无法实现自动化批量生产。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，旨在提高IP管生产效率和焊接精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，包括焊接站和机加站，所述焊接站的右端与机加站的左端相接；

所述焊接站包括工作台，以及安装在工作台上的套管振动上料机、第一垫圈振动上料机、第二垫圈振动上料机、翻转上料机构、焊枪支撑组件、工件夹持机械手机构、第一工件焊接旋转组件和第二工件焊接旋转组件；所述套管振动上料机、翻转上料机构、焊枪支撑组件在工作台上从左到右依次设置，所述焊枪支撑组件包括焊枪头立柱和两个左右对称布置的第一、第二焊嘴组件，所述第一、第二焊嘴组件在动力驱动下能相对焊枪头立柱上下移动，所述第一工件焊接旋转组件设置在第一焊嘴组件的正下方，第二工件焊接旋转组件设置在第二焊嘴组件的正下方，第一、第二工件焊接旋转组件在动力驱动下能相对工作台进行360°回转，所述第一垫圈振动上料机设置在第一焊嘴组件的正前方，第二垫圈振动上料机设置在第二焊嘴组件的正前方，所述工件夹持机械手机构位于焊枪支撑组件的后方；

所述工件夹持机械手机构包括固定座和滑动溜板，滑动溜板在动力驱动下能相对固定座左右滑动，在滑动溜板上从左到右依次间隔设置有第一、第二、第三机械手，第一机械手在动力驱动下能相对滑动溜板前后、上下运动，第二机械手在动力驱动下能相对滑动溜板前后、上下运动以及180°翻转，第三机械手在动力驱动下能相对滑动溜板前后、上下运动以及90°翻转，当第一机械手位于翻转上料机构的正后方时，第二机械手位于第一工件焊接旋转组件的正后方，第三机械手位于第二工件焊接旋转组件的正后方；

所述套管振动上料机包括振动送料盘和送料轨道，所述第一、第二垫圈振动上料机包括振动送料盘、送料轨道、上料机构；

焊接站工作流程：首先，所述翻转上料机构的进料口与套管振动上料机的送料轨道相接，套管经套管振动上料机水平送入翻转上料机构，经翻转上料机构翻转成竖直状态，再由第一机械手将套管送入第一工件焊接旋转组件上将套管夹紧；同时，第一垫圈振动上料机的振动送料盘将第一垫圈通过送料轨道送至上料机构，由上料机构将第一垫圈套在夹紧的套管上，第一焊嘴组件下降到位，第一工件焊接旋转组件带动套管和第一垫圈360°旋转的同时，第一焊嘴组件将第一垫圈焊接在套管上，再由第二机械手将第一次焊接完成的工件翻转180°并送入第二工件焊接旋转组件上将工件夹紧；再由第二垫圈振动上料机的振动送料盘将第二垫圈通过送料轨道送至上料机构，由上料机构将第二垫圈套在套管的另一端上，第二焊嘴组件下降到位，第二工件焊接旋转组件带动第二垫圈、第一次焊接完成的工件360°旋转的同时，第二焊嘴组件将第二垫圈焊接在套管的另一端，最后由第三机械手将第二次焊接完成的工件翻转90°并移动到焊接站的右端等待机加站进行加工；

所述机加站包括桁架机器人、第一车床、第二机床、转位装置和接料装置，所述第一车床、转位装置、第二机床和接料装置由左到右依次设置；

所述桁架机器人包括桁架支撑柱、桁架水平架、第一回转气爪机构和第二回转气爪机构，所述第一、第二回转气爪机构分别安装在各自对应的竖直安装架上，所述第一、第二回转气爪机构及竖直安装架在动力驱动下能相对桁架水平架一起左右滑动，且第一、第二回转气爪机构在各自的动力驱动下能相对自身的竖直安装架上下移动，所述第一、第二回转气爪机构包括回转气缸和两个呈α角布置的第一、第二平行气爪，所述回转气缸滑动安装在各自对应的竖直安装架上，回转气缸驱动第一、第二平行气爪一起进行回转；

所述转位装置通过转位装置安装板安装在第一车床与第二机床之间，转位装置包括工件转臂、平行气缸、齿轮、齿条、转位心轴、齿条滑动导轨和轴承安装座，所述工件转臂的夹持端装有一个平行气爪用于夹持工件，转位心轴的两端通过轴承安装座支承，齿轮套装在转位心轴上，平行气缸带动齿条沿着齿条滑动导轨左右移动，齿条通过齿轮带动转位心轴和工件转臂一起转动；

机加站工作流程：首先，第一回转气爪机构下降至焊接站的最后一道工位，由第一回转气爪机构上的第一平行气爪抓取由焊接站水平送出的工件，将工件送至第一车床位置处等待，第一回转气爪机构的回转气缸进行α角的顺时针回转，使第二平行气爪抓取出第一车床上已加工好的工件，再将第一平行气爪抓取的工件放置到第一车床的加工位，再由回转气缸进行α角的逆时针回转，将第二平行气爪上抓取的工件送入转位装置，转位装置将工件从转位心轴的左侧对称地翻转到转位心轴的右侧后，由第二回转气爪机构将工件送入第二机床进行加工，第二回转气爪机构的工作过程与第一回转气爪机构相同，经过第二机床加工后的工件最后经下料轨道滑入接料装置。

优选地：所述翻转上料机构包括转动电机、固定架和翻转盘，所述转动电机安装在固定架上，固定架安装在工作台上，所述翻转盘内开有“一”字孔，套管经套管振动上料机进入橫置的“一”字孔内，由转动电机驱动翻转盘顺时针旋转90°后，套管在重力作用下从“一”字孔内下落到工作台上。

优选地：所述工件夹持机械手机构的固定座与滑动溜板之间的动力驱动装置为电缸机构，电缸机构带动滑动溜板相对固定座左右滑动；所述第一机械手包括平行气爪、上下运动导杆气缸和前后运动导杆气缸，第二机械手包括平行气爪、上下运动导杆气缸、前后运动导杆气缸和180°旋转气缸，所述第三机械手包括平行气爪、上下运动导杆气缸、前后运动导杆气缸和90°旋转气缸。

优选地：所述焊枪支撑组件通过焊枪头立柱固定在工作台上，第一、第二焊嘴组件由同一气缸驱动而同步上下移动，该气缸的缸体固定在焊枪头立柱顶部，气缸的活塞杆下端铰接在焊接头溜板上，第一、第二焊嘴组件对称布置在焊接头溜板的左右两侧，焊接头溜板与焊枪头立柱通过竖直导轨滑动连接，第一、第二焊嘴组件包括鹅颈管焊嘴、焊枪抱夹器和管孔堵头，所述鹅颈管焊嘴通过焊枪抱夹器安装到焊接头溜板上，鹅颈管焊嘴的上端朝气缸轴线倾斜，管孔堵头竖直安装在焊接头溜板上，并位于鹅颈管焊嘴的外侧，所述管孔堵头的下端设置有锥形头，焊接垫圈时，锥形头伸入垫圈孔内将垫圈压住。

优选地：所述第一、第二工件焊接旋转组件包括旋转台，以及安装在旋转台上的焊接面定位块、垫片夹持缸安装座和套管气动夹爪所述旋转台通过轴承座安装在工作台的安装孔内，焊接面定位块设置在旋转台的中部，两个垫片夹持缸安装座对称设置在焊接面定位块的两侧，每个垫片夹持缸安装座的顶部设置有一个薄型带导杆气缸，每个薄型带导杆气缸上安装有一个焊接挡板，两个薄型带导杆气缸分别带动各自对应的焊接挡板相向运动，两个焊接挡板合拢后中部正好围成一个圆孔，所述套管气动夹爪的夹持端伸到圆孔的正下方将套管夹紧，所述管孔堵头下端的锥形头伸入圆孔将垫圈压紧在套管气动夹爪上。

优选地：所述第一、第二工件焊接旋转组件由同一旋转动力装置驱动而同步转动，所述旋转动力装置位于工作台下方，并居中设置在第一工件焊接旋转组件与第二工件焊接旋转组件之间，该旋转动力装置包括驱动电机和同步带传动机构，所述同步带传动机构的主动轮通过同步带分别带动第一、第二工件焊接旋转组件下端的从动轮转动。

优选地：所述第一、第二垫圈振动上料机的上料机构包括上料立柱、垫圈定位板、电磁吸盘、上料前后运动气缸和薄型气缸，垫圈经振动送料盘、送料轨道送至垫圈定位板的定位孔内，电磁吸盘安装在薄型气缸的下端，电磁吸盘位于定位孔的正上方，由薄型气缸驱动电磁吸盘上下运动，由上料前后运动气缸驱动薄型气缸及电磁吸盘一起前后移动，从而将电磁吸盘吸附的垫圈送至对应的工件焊接旋转组件上夹紧。

优选地：所述工作台上设置有机箱罩，除套管振动上料机的振动送料盘，第一、第二垫圈振动上料机的振动送料盘外，其余部分全被罩在机箱罩内，所述套管振动上料机的振动送料盘的外周设置有隔音罩。

优选地：所述回转气缸的回转角度α为90°,第一平行气爪与第二平行气爪的夹角α为90°，所述转位装置的翻转角度为180°。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明实现了汽车仪表盘IP管的自动化焊接和机加，大大提高了生产效率和焊接、机加精度，并且结构紧凑，布置合理。

(2)采用“一”字孔加顺时针旋转90°的翻转盘结构形式，能保证顺畅地将水平送入的套管翻转成竖直状态，套管再利用自身的重力从翻转盘滑落到工作台上，结构设计巧妙。

(3)采用三个机械手可以分别对三个工件进行操作，进一步提高生产效率；第一、第二焊嘴组件由同一气缸驱动而同步上下移动，节约成本的同时，结构布置更为紧凑。

(4)采用机箱罩，使焊接站整体感更强，更整洁美观，同时结合隔音罩，提高消音效果；由于套管重量较大，因此需要单独设置隔音罩；三个振动上料机的振动送料盘均布置在机箱罩外，方便加料。

附图说明

图1是汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机的立体图。

图2是焊接站的立体图。

图3是图2中机箱罩拆除后的立体图。

图4是图3的主视图。

图5是图4的右视图。

图6是图4的俯视图。

图7是图3的M处放大图。

图8是工件夹持机械手机构的立体图。

图9是工件夹持机械手机构的俯视图。

图10是焊枪支撑组件的立体图。

图11是焊枪支撑组件的正体图。

图12是第一工件焊接旋转组件或第二工件焊接旋转组件的立体图。

图13是第一工件焊接旋转组件或第二工件焊接旋转组件的正体图。

图14是旋转动力装置的立体图。

图15是上料机构的立体图。

图16是桁架机器人和转料装置的安装示意图。

图17是图16中T处放大图。

图18是第一、第二回转气爪机构的立体图。

图19是第一、第二回转气爪机构的正视图。

图20是转位装置的立体图。

附图标记说明：

A套管振动上料机，B1第一垫圈振动上料机，B2第二垫圈振动上料机，C翻转上料机构，D焊枪支撑组件，E工件夹持机械手机构，F1第一工件焊接旋转组件，F2第二工件焊接旋转组件，G1第一焊嘴组件，G2第二焊嘴组件，H1第一机械手，H2第二机械手，H3第三机械手，J旋转动力装置，K上料机构，L桁架机器人，N第一车床，P第二机床，Q转位装置，R接料装置，S1第一回转气爪机构，S2第二回转气爪机构；

1工作台，2焊枪头立柱，3固定座，4滑动溜板，5振动送料盘，6送料轨道，7转动电机，8固定架，9翻转盘，10旋转电机，11同步带轮机构，12平行气爪，13上下运动导杆气缸，14前后运动导杆气缸，15180°旋转气缸，1690°旋转气缸，17气缸，18触摸屏，19鹅颈管焊嘴，20焊枪抱夹器，21管孔堵头，22焊接头溜板，23驱动电机，24同步带传动机构，25焊接面定位块，26旋转台，27垫片夹持缸安装座，28焊接挡板，29薄型带导杆气缸，30套管气动夹爪，31上料立柱，32垫圈定位板，33电磁吸盘，34上料前后运动气缸，35薄型气缸，36机箱罩，37隔音罩，38轴承座，39减速机，40电机安装座；

41桁架支撑柱，42桁架水平架，43竖直安装架，44回转气缸，45第一平行气爪，46第二平行气爪，47转位装置安装板，48工件转臂，49平行气缸，50齿轮，51齿条，52转位心轴，53齿条滑动导轨，54轴承安装座，55下料轨道，56拖链桥架，57拖链机构，58回转气缸座板，59回转转接板，60齿条初始位限位块，61齿条终止位限位块，62转位装置连接角板，63工件，64防护围栏。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例

参见图1，一种汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，包括焊接站和机加站，焊接站的右端与机加站的左端相接。

参见图2到图6，焊接站由工作台1，以及安装在工作台1上的套管振动上料机A、第一垫圈振动上料机B1、第二垫圈振动上料机B2、翻转上料机构C、焊枪支撑组件D、工件夹持机械手机构E、第一工件焊接旋转组件F1和第二工件焊接旋转组件F2组成。

参见图1和图16，机加站包括桁架机器人L、第一车床N、第二机床P、转位装置Q、接料装置R。

图2到图6示出了焊接站的结构，套管振动上料机A、翻转上料机构C、焊枪支撑组件D在工作台1上从左到右依次设置。焊枪支撑组件D主要由焊枪头立柱2和两个左右对称布置的第一、第二焊嘴组件G1、G2组成，第一、第二焊嘴组件G1、G2在动力驱动下能相对焊枪头立柱2上下移动。第一工件焊接旋转组件F1设置在第一焊嘴组件G1的正下方，第二工件焊接旋转组件F2设置在第二焊嘴组件G2的正下方，第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2在动力驱动下能相对工作台1进行360°回转。第一垫圈振动上料机B1设置在第一焊嘴组件G1的正前方，第二垫圈振动上料机B2设置在第二焊嘴组件G2的正前方，工件夹持机械手机构E位于焊枪支撑组件D的后方。

参见图8和图9，工件夹持机械手机构E主要由固定座3、滑动溜板4、第一机械手H1、第二机械手H2、第三机械手H3组成。滑动溜板4在动力驱动下能相对固定座3左右滑动，所采用的动力驱动机构形式多样。第一、第二、第三机械手H1、H2、H3在滑动溜板4上从左到右依次间隔设置。第一机械手H1在动力驱动下能相对滑动溜板4前后、上下运动，第二机械手H2在动力驱动下能相对滑动溜板4前后、上下运动以及180°翻转。参见图6，当第一机械手H1位于翻转上料机构C的正后方时，第二机械手H2位于第一工件焊接旋转组件F1的正后方，第三机械手H3位于第二工件焊接旋转组件F2的正后方。

参见图6，套管振动上料机A主要由振动送料盘5和送料轨道6构成。第一垫圈振动上料机B1主要由振动送料盘5、送料轨道6和上料机构K构成，第二垫圈振动上料机B2与第一垫圈振动上料机B1组成相同。振动送料盘是自动化设备中常用的部件，可对零件自动排序后送入送料轨道。

参见图2到图6，首先，翻转上料机构C的进料口与套管振动上料机A的送料轨道6相接，套管经套管振动上料机A水平送入翻转上料机构C，经翻转上料机构C翻转成竖直状态，再由第一机械手H1将套管送入第一工件焊接旋转组件F1上将套管夹紧；同时，第一垫圈振动上料机B1的振动送料盘5将第一垫圈通过送料轨道6送至上料机构K，由上料机构K将第一垫圈套在夹紧的套管上，第一焊嘴组件G1下降到位，第一工件焊接旋转组件F1带动套管和第一垫圈360°旋转的同时，第一焊嘴组件G1将第一垫圈焊接在套管上，再由第二机械手H2将第一次焊接完成的工件翻转180°并送入第二工件焊接旋转组件F2上将工件夹紧；再由第二垫圈振动上料机B2的振动送料盘5将第二垫圈通过送料轨道6送至上料机构K，由上料机构K将第二垫圈套在套管的另一端上，第二焊嘴组件G2下降到位，第二工件焊接旋转组件F2带动第二垫圈、第一次焊接完成的工件360°旋转的同时，第二焊嘴组件G2将第二垫圈焊接在套管的另一端，最后由第三机械手H3将第二次焊接完成的工件翻转90°并移动到焊接站的右端等待机加站进行加工。

参见图3和图7，翻转上料机构C主要由转动电机7、固定架8和翻转盘9组成。转动电机7安装在固定架8上，固定架8安装在工作台1上，翻转盘9内开有“一”字孔9a，套管经套管振动上料机A的送料轨道6进入橫置的“一”字孔9a内，由转动电机7驱动翻转盘9顺时针旋转90°后，套管在重力作用下从“一”字孔9a内下落到工作台1上。翻转上料机构C的结构形式不限于此，只要能实现套管的90°翻转，将套管从水平状态翻转成竖直状态即可。

采用“一”字孔加顺时针旋转90°的翻转盘结构形式，能保证顺畅地将水平送入的套管翻转成竖直状态，套管再利用自身的重力从翻转盘滑落到工作台上，结构设计巧妙。当然，也可以采用夹持气爪结构将套管夹紧结合转动电机进行90°翻转，成本相对一字槽的翻转盘来说更高。

参见图8与图9，工件夹持机械手机构E的固定座3与滑动溜板4之间的动力驱动装置为电缸机构，电缸机构通常由旋转电机10、同步带轮机构11和轴承座等组成，将旋转电机10的旋转运动转化为滑动溜板4的直线运动，是机械中常用的驱动机构。第一机械手H1主要由平行气爪12、上下运动导杆气缸13和前后运动导杆气缸14组成，上下运动导杆气缸13带动平行气爪12上下运动，前后运动导杆气缸14带动平行气爪12前后移动。第二机械手H2主要由平行气爪12、上下运动导杆气缸13、前后运动导杆气缸14和180°旋转气缸15组成，在第一机械手H1的基础上增加了180°旋转气缸15，使第二机械手H2的平行气爪12除能上下、前后运动外，还能180°旋转。第三机械手H3主要由平行气爪12、上下运动导杆气缸13、前后运动导杆气缸14和90°旋转气缸16组成，在第一机械手H1的基础上增加了90°旋转气缸16，使第三机械手H3的平行气爪12除能上下、前后运动外，还能180°旋转。第三机械手H3的90°旋转气缸16根据需要设置，如焊接完成的工件竖直取出时，则可以不设置90°旋转气缸16，当需要将焊接完成的工件通过桁架机器人送入车床进行加工时，最好增加90°旋转气缸16。

第三机械手除了可以水平、上下运动外，还具有90°旋转功能，将焊接完成的工件水平送出。采用三个机械手可以分别对三个工件进行操作，进一步提高生产效率。

参见图3、图10以及图11，焊枪支撑组件D通过焊枪头立柱2固定在工作台1上，焊接头立柱2共两根。第一、第二焊嘴组件G1、G2由同一气缸17驱动而同步上下移动，当然，也可以采用不同的气缸驱动，或者电机驱动。该气缸17的缸体通过气缸安装架固定在焊枪头立柱2顶部，气缸17的活塞杆下端铰接在焊接头溜板22上，第一、第二焊嘴组件G1、G2对称布置在焊接头溜板22的左右两侧，焊接头溜板22与焊枪头立柱2通过竖直导轨滑动连接。第一焊嘴组件G1主要由鹅颈管焊嘴19、焊枪抱夹器20和管孔堵头21组成。鹅颈管焊嘴19通过焊枪抱夹器20安装到焊接头溜板22上，鹅颈管焊嘴19的上端朝气缸17轴线倾斜，管孔堵头21竖直安装在焊接头溜板22上，并位于鹅颈管焊嘴19的外侧，管孔堵头21的下端设置有锥形头，焊接垫圈时，锥形头伸入垫圈孔内将垫圈压住。第二焊嘴组件G2与第一焊嘴组件G1的组成相同，并与第一焊嘴组件G1左右对称布置。

第一、第二焊嘴组件由同一气缸驱动而同步上下移动，节约成本的同时，结构布置更为紧凑；管孔堵头的锥形头用于在焊接过程中将垫圈压紧。

参见图12和图13，第一工件焊接旋转组件F1主要由旋转台26、轴承座38、以及安装在旋转台26上的焊接面定位块25、两个垫片夹持缸安装座27、两个薄型带导杆气缸29、两个套管气动夹爪30组成。旋转台26通过轴承座38安装在工作台1的安装孔内，焊接面定位块25设置在旋转台26的中部，两个垫片夹持缸安装座27对称设置在焊接面定位块25的两侧，每个垫片夹持缸安装座27的顶部设置有一个薄型带导杆气缸29，每个薄型带导杆气缸29上安装有一个焊接挡板28，两个薄型带导杆气缸29分别带动各自对应的焊接挡板28相向运动，两个焊接挡板28合拢后中部正好围成一个圆孔28a，套管气动夹爪30的夹持端伸到圆孔28a的正下方将套管夹紧.结合图3、图10所示，管孔堵头21下端的锥形头伸入圆孔28a将垫圈压紧在套管气动夹爪30上。第二工件焊接旋转组件F2与第一工件焊接旋转组件F1的组成相同。

优化第一、第二工件焊接旋转组件的结构，采用薄型带导杆气缸便于安装布置，焊接挡板可挡住焊渣，两焊接挡板合拢后在中间预留有圆孔用于管孔堵头的下端通过。

参见图4，第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2由同一旋转动力装置J驱动而同步转动，当然也可以由不同的动力驱动。旋转动力装置J位于工作台1下方，并居中设置在第一工件焊接旋转组件F1与第二工件焊接旋转组件F2之间。结合图14所示，该旋转动力装置J主要由驱动电机23、同步带传动机构24、减速机39和电机安装座40组成。同步带传动机构24由主动轮24a、从动轮24b、惰轮24c、和同步带24d组成。主动轮24a通过同步带24d分别带动第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2下端的从动轮24b(如图4、图13)转动。驱动电机23先通过减速机39减速，驱动电机23通过电机安装座40安装到工作台1下方。

参见图3、图6和图15所示，第一垫圈振动上料机B1的上料机构K主要由上料立柱31、垫圈定位板32、电磁吸盘33、上料前后运动气缸34和薄型气缸35组成。垫圈经振动送料盘5、送料轨道6送至垫圈定位板32的定位孔32a内，电磁吸盘33安装在薄型气缸35的下端，电磁吸盘33位于定位孔32a的正上方，由薄型气缸35驱动电磁吸盘33上下运动，由上料前后运动气缸34驱动薄型气缸及电磁吸盘33一起前后移动，从而将电磁吸盘33吸附的垫圈送至对应的工件焊接旋转组件上夹紧。第二垫圈振动上料机B2的上料机构K与第一垫圈振动上料机B1的上料机构K的组成相同。

通过定位孔对垫圈定位，并结合电磁吸盘抓取垫圈，非常方便快捷。

另外，参见图2到图6，工作台1上还设置有机箱罩36。除套管振动上料机A的振动送料盘5，第一、第二垫圈振动上料机B1、B2的振动送料盘5外，其余部分全被罩在机箱罩36内，套管振动上料机A的振动送料盘5的外周设置有隔音罩37。在机箱罩36外还设置有触摸屏18。

采用机箱罩，使焊接站整体感更强，更整洁美观，同时结合隔音罩，提高消音效果；由于套管重量较大，因此需要单独设置隔音罩；三个振动上料机的振动送料盘均布置在机箱罩外，方便加料。

焊接站工作流程：套管振动上料机A将套管送至翻转上料机构C，翻转上料机构C翻转90°将套管送至工件夹持机械手机构E中第一机械手H1的正前方，第一机械手H1的平行气爪12将套管夹住；与此同时，第一垫圈振动上料机B1和第二垫圈振动上料机B2同时工作，第一垫圈振动上料机B1通过对应的上料机构K将第一垫圈送至第一工件焊接旋转组件F1与套管进行焊接，第二垫圈振动上料机B2通过对应的上料机构K将第二垫圈送至第二工件焊接旋转组件F2与套管进行焊接；第一工件焊接旋转组件F1位于工件夹持机械手机构E中第二机械手H2的正前方，第二机械手H2的平行气爪12将第一次焊接完成的工件送至第二工件焊接旋转组件F2进行第二次焊接，在此过程中，第二机械手H2的平行气爪12通过180°旋转气缸15进行180°旋转，使第一次焊接完成的工件可以进行另一端面的焊接；第三机械手H3的平行气爪12将两次焊接完成的工件旋转90°，等待下一机加站机械手抓取，将其进行二次加工。

焊接过程中，焊枪支撑组件D通过气缸17带动焊接头溜板22下降到位，使鹅颈管焊嘴组件19对准焊接处，旋转动力装置J通过第一工件焊接旋转组件F1和第二工件焊接旋转组件F2带动旋转台26上的工件旋转，鹅颈管焊嘴组件19不动；一次焊接完成后，气缸17上升，焊枪支撑组件D离开第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2，工件夹持机械手机构E将工件取出，送至下一工作位置。

接着介绍机加站，参见图1以及图16到图20，第一车床N、转位装置Q、第二机床P和接料装置R由左到右依次设置。桁架机器人L位于第一车床N、第二机床P、转位装置Q及接料装置R的上方。在机加站的右侧还设置有防护围栏64。

桁架机器人L主要由桁架支撑柱41、桁架水平架42、第一回转气爪机构S1、第二回转气爪机构S2以及动力装置组成。第一、第二回转气爪机构S1、S2分别安装在各自对应的竖直安装架43上，第一、第二回转气爪机构S1、S2及竖直安装架43在动力驱动下能相对桁架水平架42一起左右滑动，驱动第一、第二回转气爪机构S1、S2左右滑动的动力装置为电缸。第一、第二回转气爪机构S1、S2在各自的动力驱动下能相对自身的竖直安装架43上下移动，即竖直安装架43分别与第一回转气爪机构S1、第二回转气爪机构S2通过各自的导轨滑动连接。第一、第二回转气爪机构S1、S2既能左右滑动，又能上下移动。桁架支撑柱41共两个，支撑在桁架水平架42的左右两端，在桁架水平架42的中部还设置有拖链桥架56。拖链桥架56位于支撑拖链机构57，拖链机构57主要用于管线通过，同时对桁架水平架42也一定的起到支撑作用。

参见图18和图19，第一、第二回转气爪机构S1、S2主要由回转气缸44、回转气缸座板58、回转转接板59、两个呈α角布置的第一、第二平行气爪45、46构成。结合图17所示，回转气缸44滑动安装在各自对应的竖直安装架43上，回转气缸44驱动第一、第二平行气爪45、46一起进行回转。最好是，回转气缸44的回转角度α为90°,第一平行气爪45与第二平行气爪46的夹角α为90°。

参见图1、图16以及图20，转位装置Q通过转位装置安装板47安装在第一车床N与第二机床P之间。转位装置Q由工件转臂48、平行气缸49、齿轮50、齿条51、转位心轴52、齿条滑动导轨53、轴承安装座54、齿条初始位限位块60、齿条终止位限位块61、转位装置连接角板62等组成。工件转臂48的夹持端装有一个平行气爪12用于夹持工件63，转位心轴52的两端通过轴承安装座54支承，齿轮50套装在转位心轴52上，平行气缸49带动齿条51沿着齿条滑动导轨53左右移动，齿条51通过齿轮50带动转位心轴52和工件转臂48一起转动。最好是，转位装置Q的翻转角度为180°。齿条初始位限位块60、齿条终止位限位块61分别位于齿条滑动导轨53的左右两侧，对齿条51的运动限位。

机加站工作流程：首先，第一回转气爪机构S1下降至焊接站的最后一道工位，由第一回转气爪机构S1上的第一平行气爪45抓取由焊接站水平送出的工件，将工件送至第一车床N位置处等待，第一回转气爪机构S1的回转气缸44进行α角的顺时针回转，使第二平行气爪46抓取出第一车床N上已加工好的工件，再将第一平行气爪45抓取的工件放置到第一车床N的加工位，再由回转气缸44进行α角的逆时针回转，将第二平行气爪46上抓取的工件送入转位装置Q，转位装置Q将工件从转位心轴52的左侧对称地翻转到转位心轴52的右侧后，由第二回转气爪机构S2将工件送入第二机床P进行加工，第二回转气爪机构S2的工作过程与第一回转气爪机构S1相同，经过第二机床P加工后的工件最后经下料轨道55滑入接料装置R。

汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机工作过程如下：

焊接站的工作过程：焊接站包括三台振动上料机、翻转上料机构、焊枪支撑组件、工件夹持机械手机构、两台工件焊接旋转组件。套管振动上料机将套管送至翻转上料机构，翻转上料机构翻转90°将套管送至工件夹持机械手机构中第一机械手的正前方，第一机械手的平行气爪将套管夹住；与此同时，第一垫圈振动上料机和第二垫圈振动上料机同时工作，第一垫圈振动上料机通过对应的上料机构将第一垫圈送至第一工件焊接旋转组件，与套管进行焊接，第二垫圈振动上料机通过对应的上料机构将第二垫圈送至第二工件焊接旋转组件与套管进行焊接；第一工件焊接旋转组件位于工件夹持机械手机构中第二机械手的正前方，第二机械手的平行气爪将第一次焊接完成的工件送至第二工件焊接旋转组件进行第二次焊接，在此过程中，第二机械手的平行气爪通过180°旋转气缸进行180°旋转，使第一次焊接完成的工件可以进行另一端面的焊接；第三机械手的平行气爪将两次焊接完成的工件旋转90°，等待机加站机械手抓取，对其进行二次加工。

焊接过程中，焊枪支撑组件通过气缸带动焊接头溜板下降到位，使鹅颈管焊嘴组件对准焊接处，第一工件焊接旋转组件和第二工件焊接旋转组件带动旋转台上的工件旋转，鹅颈管焊嘴组件不动；一次焊接完成后，气缸上升，焊枪支撑组件离开第一、第二工件焊接旋转组件，工件夹持机械手机构将工件取出，送至下一工作位置。

机加站的工作过程：首先，第一回转气爪机构下降至焊接站的最后一道工位，由第一回转气爪机构上的第一平行气爪抓取由焊接站水平送出的工件，将工件送至第一车床位置处等待，第一回转气爪机构的回转气缸进行90°顺时针回转，使第二平行气爪抓取出第一车床上已加工好的工件，再将第一平行气爪抓取的工件放置到第一车床的加工位，再由回转气缸进行90°逆时针回转，将第二平行气爪上抓取的工件送入转位装置，转位装置将工件进行180°翻转后，由第二回转气爪机构将工件送入第二机床进行加工，第二回转气爪机构的工作过程与第一回转气爪机构相同，经过第二机床加工后的工件最后经下料轨道滑入接料装置。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：包括焊接站和机加站，所述焊接站的右端与机加站的左端相接；

所述焊接站包括工作台(1)，以及安装在工作台(1)上的套管振动上料机(A)、第一垫圈振动上料机(B1)、第二垫圈振动上料机(B2)、翻转上料机构(C)、焊枪支撑组件(D)、工件夹持机械手机构(E)、第一工件焊接旋转组件(F1)和第二工件焊接旋转组件(F2)；所述套管振动上料机(A)、翻转上料机构(C)、焊枪支撑组件(D)在工作台(1)上从左到右依次设置，所述焊枪支撑组件(D)包括焊枪头立柱(2)和两个左右对称布置的第一、第二焊嘴组件(G1、G2)，所述第一、第二焊嘴组件(G1、G2)在动力驱动下能相对焊枪头立柱(2)上下移动，所述第一工件焊接旋转组件(F1)设置在第一焊嘴组件(G1)的正下方，第二工件焊接旋转组件(F2)设置在第二焊嘴组件(G2)的正下方，第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)在动力驱动下能相对工作台(1)进行360°回转，所述第一垫圈振动上料机(B1)设置在第一焊嘴组件(G1)的正前方，第二垫圈振动上料机(B2)设置在第二焊嘴组件(G2)的正前方，所述工件夹持机械手机构(E)位于焊枪支撑组件(D)的后方；

所述工件夹持机械手机构(E)包括固定座(3)和滑动溜板(4)，滑动溜板(4)在动力驱动下能相对固定座(3)左右滑动，在滑动溜板(4)上从左到右依次间隔设置有第一、第二、第三机械手(H1、H2、H3)，第一机械手(H1)在动力驱动下能相对滑动溜板(4)前后、上下运动，第二机械手(H2)在动力驱动下能相对滑动溜板(4)前后、上下运动以及180°翻转，第三机械手(H3)在动力驱动下能相对滑动溜板(4)前后、上下运动以及90°翻转，当第一机械手(H1)位于翻转上料机构(C)的正后方时，第二机械手(H2)位于第一工件焊接旋转组件(F1)的正后方，第三机械手(H3)位于第二工件焊接旋转组件(F2)的正后方；

所述套管振动上料机(A)包括振动送料盘(5)和送料轨道(6)，所述第一、第二垫圈振动上料机(B1、B2)包括振动送料盘(5)、送料轨道(6)、上料机构(K)；

焊接站工作流程：首先，所述翻转上料机构(C)的进料口与套管振动上料机(A)的送料轨道(6)相接，套管经套管振动上料机(A)水平送入翻转上料机构(C)，经翻转上料机构(C)翻转成竖直状态，再由第一机械手(H1)将套管送入第一工件焊接旋转组件(F1)上将套管夹紧；同时，第一垫圈振动上料机(B1)的振动送料盘(5)将第一垫圈通过送料轨道(6)送至上料机构(K)，由上料机构(K)将第一垫圈套在夹紧的套管上，第一焊嘴组件(G1)下降到位，第一工件焊接旋转组件(F1)带动套管和第一垫圈360°旋转的同时，第一焊嘴组件(G1)将第一垫圈焊接在套管上，再由第二机械手(H2)将第一次焊接完成的工件翻转180°并送入第二工件焊接旋转组件(F2)上将工件夹紧；再由第二垫圈振动上料机(B2)的振动送料盘(5)将第二垫圈通过送料轨道(6)送至上料机构(K)，由上料机构(K)将第二垫圈套在套管的另一端上，第二焊嘴组件(G2)下降到位，第二工件焊接旋转组件(F2)带动第二垫圈、第一次焊接完成的工件360°旋转的同时，第二焊嘴组件(G2)将第二垫圈焊接在套管的另一端，最后由第三机械手(H3)将第二次焊接完成的工件翻转90°并移动到焊接站的右端等待机加站进行加工；

所述机加站包括桁架机器人(L)、第一车床(N)、第二机床(P)、转位装置(Q)和接料装置(R)，所述第一车床(N)、转位装置(Q)、第二机床(P)和接料装置(R)由左到右依次设置；

所述桁架机器人(L)包括桁架支撑柱(41)、桁架水平架(42)、第一回转气爪机构(S1)和第二回转气爪机构(S2)，所述第一、第二回转气爪机构(S1、S2)分别安装在各自对应的竖直安装架(43)上，所述第一、第二回转气爪机构(S1、S2)及竖直安装架(43)在动力驱动下能相对桁架水平架(42)一起左右滑动，且第一、第二回转气爪机构(S1、S2)在各自的动力驱动下能相对自身的竖直安装架(43)上下移动，所述第一、第二回转气爪机构(S1、S2)包括回转气缸(44)和两个呈α角布置的第一、第二平行气爪(45、46)，所述回转气缸(44)滑动安装在各自对应的竖直安装架(43)上，回转气缸(44)驱动第一、第二平行气爪(45、46)一起进行回转；

所述转位装置(Q)通过转位装置安装板(47)安装在第一车床(N)与第二机床(P)之间，转位装置(Q)包括工件转臂(48)、平行气缸(49)、齿轮(50)、齿条(51)、转位心轴(52)、齿条滑动导轨(53)和轴承安装座(54)，所述工件转臂(48)的夹持端装有一个平行气爪(12)用于夹持工件，转位心轴(52)的两端通过轴承安装座(54)支承，齿轮(50)套装在转位心轴(52)上，平行气缸(49)带动齿条(51)沿着齿条滑动导轨(53)左右移动，齿条(51)通过齿轮(50)带动转位心轴(52)和工件转臂(48)一起转动；

机加站工作流程：首先，第一回转气爪机构(S1)下降至焊接站的最后一道工位，由第一回转气爪机构(S1)上的第一平行气爪(45)抓取由焊接站水平送出的工件，将工件送至第一车床(N)位置处等待，第一回转气爪机构(S1)的回转气缸(44)进行α角的顺时针回转，使第二平行气爪(46)抓取出第一车床(N)上已加工好的工件，再将第一平行气爪(45)抓取的工件放置到第一车床(N)的加工位，再由回转气缸(44)进行α角的逆时针回转，将第二平行气爪(46)上抓取的工件送入转位装置(Q)，转位装置(Q)将工件从转位心轴(52)的左侧对称地翻转到转位心轴(52)的右侧后，由第二回转气爪机构(S2)将工件送入第二机床(P)进行加工，第二回转气爪机构(S2)的工作过程与第一回转气爪机构(S1)相同，经过第二机床(P)加工后的工件最后经下料轨道(55)滑入接料装置(R)。

2.根据权利要求1所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述翻转上料机构(C)包括转动电机(7)、固定架(8)和翻转盘(9)，所述转动电机(7)安装在固定架(8)上，固定架(8)安装在工作台(1)上，所述翻转盘(9)内开有“一”字孔(9a)，套管经套管振动上料机(A)进入橫置的“一”字孔(9a)内，由转动电机(7)驱动翻转盘(9)顺时针旋转90°后，套管在重力作用下从“一”字孔(9a)内下落到工作台(1)上。

3.根据权利要求1所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述工件夹持机械手机构(E)的固定座(3)与滑动溜板(4)之间的动力驱动装置为电缸机构，电缸机构带动滑动溜板(4)相对固定座(3)左右滑动；所述第一机械手(H1)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)和前后运动导杆气缸(14)，第二机械手(H2)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)、前后运动导杆气缸(14)和180°旋转气缸(15)，所述第三机械手(H3)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)、前后运动导杆气缸(14)和90°旋转气缸(16)。

4.根据权利要求1所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述焊枪支撑组件(D)通过焊枪头立柱(2)固定在工作台(1)上，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)由同一气缸(17)驱动而同步上下移动，该气缸(17)的缸体固定在焊枪头立柱(2)顶部，气缸(17)的活塞杆下端铰接在焊接头溜板(22)上，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)对称布置在焊接头溜板(22)的左右两侧，焊接头溜板(22)与焊枪头立柱(2)通过竖直导轨滑动连接，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)包括鹅颈管焊嘴(19)、焊枪抱夹器(20)和管孔堵头(21)，所述鹅颈管焊嘴(19)通过焊枪抱夹器(20)安装到焊接头溜板(22)上，鹅颈管焊嘴(19)的上端朝气缸(17)轴线倾斜，管孔堵头(21)竖直安装在焊接头溜板(22)上，并位于鹅颈管焊嘴(19)的外侧，所述管孔堵头(21)的下端设置有锥形头，焊接垫圈时，锥形头伸入垫圈孔内将垫圈压住。

5.根据权利要求4所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)包括旋转台(26)，以及安装在旋转台(26)上的焊接面定位块(25)、垫片夹持缸安装座(27)和套管气动夹爪(30)，所述旋转台(26)通过轴承座(38)安装在工作台(1)的安装孔内，焊接面定位块(25)设置在旋转台(26)的中部，两个垫片夹持缸安装座(27)对称设置在焊接面定位块(25)的两侧，每个垫片夹持缸安装座(27)的顶部设置有一个薄型带导杆气缸(29)，每个薄型带导杆气缸(29)上安装有一个焊接挡板(28)，两个薄型带导杆气缸(29)分别带动各自对应的焊接挡板(28)相向运动，两个焊接挡板(28)合拢后中部正好围成一个圆孔(28a)，所述套管气动夹爪(30)的夹持端伸到圆孔(28a)的正下方将套管夹紧，所述管孔堵头(21)下端的锥形头伸入圆孔(28a)将垫圈压紧在套管气动夹爪(30)上。

6.根据权利要求1所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)由同一旋转动力装置(J)驱动而同步转动，所述旋转动力装置(J)位于工作台(1)下方，并居中设置在第一工件焊接旋转组件(F1)与第二工件焊接旋转组件(F2)之间，该旋转动力装置(J)包括驱动电机(23)和同步带传动机构(24)，所述同步带传动机构(24)的主动轮(24a)通过同步带(24d)分别带动第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)下端的从动轮(24b)转动。

7.根据权利要求1所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述第一、第二垫圈振动上料机(B1、B2)的上料机构(K)包括上料立柱(31)、垫圈定位板(32)、电磁吸盘(33)、上料前后运动气缸(34)和薄型气缸(35)，垫圈经振动送料盘(5)、送料轨道(6)送至垫圈定位板(32)的定位孔(32a)内，电磁吸盘(33)安装在薄型气缸(35)的下端，电磁吸盘(33)位于定位孔(32a)的正上方，由薄型气缸(35)驱动电磁吸盘(33)上下运动，由上料前后运动气缸(34)驱动薄型气缸及电磁吸盘(33)一起前后移动，从而将电磁吸盘(33)吸附的垫圈送至对应的工件焊接旋转组件上夹紧。

8.根据权利要求1所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述工作台(1)上设置有机箱罩(36)，除套管振动上料机(A)的振动送料盘(5)，第一、第二垫圈振动上料机(B1、B2)的振动送料盘(5)外，其余部分全被罩在机箱罩(36)内，所述套管振动上料机(A)的振动送料盘(5)的外周设置有隔音罩(37)。

9.根据权利要求1所述的汽车仪表盘IP管的焊接机加一体机，其特征在于：

所述回转气缸(44)的回转角度α为90°,第一平行气爪(45)与第二平行气爪(46)的夹角α为90°，所述转位装置(Q)的翻转角度为180°。